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光电探测器特性测试实验.doc


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光电探测器特性测试实验
光电探测器是一种将辐射能转换成电讯号的器件,是光电系统的核心组成部分,在光电系统中的作用是发现信号、测量信号,并为随后的应用提取某些必要的信息。光电探测器的种类很多,新的器件也不断出现,按探测机理的物理效应可分为两大类:一类是利用各种光子效应的光子探测器,另一类是利用温度变化的热探测器。
1、光敏电阻
光敏电阻是用光电导体制成的光电器件,。光敏电阻没有极性,纯粹是一个电阻器件,使用时可加直流电压,也可以加交流电压。当无光照时,光敏电阻值(暗电阻)很大,电路中电流很小。当光敏电阻受到一定波长范围的光照时,它的阻值(亮电阻)急剧减少,因此电路中电流迅速增加。
,也就是说,暗电流要小,光电流要大,这样的光敏电阻的灵敏度就高。实际上,大多数光敏电阻的暗电阻往往超过1M欧,甚至高达100MΩ,而亮电阻即使在正常白昼条件下也可降到1kΩ以下,可见光敏电阻的灵敏度是相当高的。
频率特性:非平衡载流子的产生与复合都有一个时间过程,在一定程度上影响了光敏电阻对变化光照的响应。
1
光谱响应特性:由所用半导体材料的禁带宽度决定。PbS
2、光敏二极管
光敏二极管是一种光伏探测器,主要利用了PN结的光伏效应。对光伏探测器总的伏安特性可表达为
I=ID-Is=Is0(eqVkT-1)-Is
式中I中是流过探测器总电流,Iso二极管反向饱和电流,Is是光照时的光电流,q是电子电荷,V是探测器两端电压,k为玻耳兹曼常数,T器件绝对温度。
当入射光的强度发生变化,通过光敏二极管的电流随之变化,于是在光敏二极管的二端电压也发生变化。光照时导通,光不照时,处于截止状态,并且光电流和照度成线性关系。
光照特性:输出的饱和光电流与光照度之间的关系。
光谱特性:取决于所采用材料的禁带宽度,同事也与结构工艺有着密切的关系。频率特性:由光生载流子的渡越时间和RLCj的乘积决定。
伏安特性:在零偏压下,光电二极管仍有光电流,这是光生伏特效应所产生的短路电流。
3、光敏三极管
在光敏二极管的基础上,为了获得内增益,就利用了晶体三极管的电流放大作用,用Ge或Si单晶体制造NPN或PNP型光敏三极管。
光敏三极管可以等效一个光电二极管与另一个一般晶体管基极和集电极并联:集电极-基极产生的电流,输入到三极管的基极再放大。不同之处是,集电极

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